พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงหรือพลังงานจากน้ำขึ้นน้ำลง

พลังงานของกระแสน้ำหรือที่เรียกกันทางวิทยาศาสตร์ว่าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเป็นพลังงานที่เกิดจากการควบคุมกระแสน้ำนั่นคือความแตกต่างของความสูงเฉลี่ยของทะเลตามตำแหน่งสัมพัทธ์ของโลกและดวงจันทร์และเป็นผลมาจากแรงดึงดูดของโลกและดวงอาทิตย์ที่มีต่อมวลน้ำในทะเล

ด้วยคำนี้เราสามารถพูดได้ว่า การเคลื่อนไหวของน้ำซึ่งผลิตโดยการดึงดูดของดวงจันทร์วันละสองครั้งจึงสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานได้

การเคลื่อนไหวนี้ ประกอบด้วยการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลซึ่งในบางพื้นที่อาจมีความสำคัญมาก

ดวงจันทร์กำลังสูญเสียพลังงานช้ามากและกำลังสร้างแรงคลื่นขึ้นน้ำลงซึ่งจะทำให้ดวงจันทร์อยู่ในตำแหน่งที่แตกต่างจากโลกมากขึ้นเรื่อย ๆ

การกระจายพลังงานโดยเฉลี่ยในรูปของแรงน้ำขึ้นน้ำลงอยู่ที่ประมาณ 3,10¹² วัตต์หรือน้อยกว่าแสงอาทิตย์ที่ได้รับบนโลกประมาณ 100.000 เท่า

พลังน้ำขึ้นน้ำลงไม่เพียง แต่มีอิทธิพลต่อมหาสมุทรเท่านั้น แต่ยังสร้างกระแสน้ำในมหาสมุทรด้วย ด้วย ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตสร้างปรากฏการณ์ทางชีววิทยาที่ซับซ้อนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ biorhythms ตามธรรมชาติ

กระแสน้ำที่เกิดจากดวงจันทร์ในมหาสมุทรสูงไม่ถึงหนึ่งเมตรแต่ในสถานที่เหล่านั้นที่การกำหนดค่าของภูมิประเทศขยายผลของกระแสน้ำการเปลี่ยนแปลงในระดับที่มากขึ้นอาจเกิดขึ้นได้

สิ่งนี้เกิดขึ้นในพื้นที่ตื้น ๆ จำนวนน้อยซึ่งตั้งอยู่บนไหล่ทวีปและเป็นพื้นที่เหล่านี้ที่มนุษย์สามารถใช้เพื่อรับพลังงานผ่านพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง

การใช้พลังงานจากน้ำขึ้นน้ำลง

ตรงกันข้ามกับสิ่งที่ใคร ๆ คิดว่าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงมันถูกใช้มานานแล้วในอียิปต์โบราณมีการใช้และในยุโรปเริ่มใช้ในศตวรรษที่ XNUMX

ในปี 1580 มีการติดตั้งล้อไฮดรอลิกแบบพลิกกลับได้ 4 ล้อใต้ส่วนโค้งของ London Bridge เพื่อสูบน้ำซึ่งดำเนินการต่อไปจนถึงปีพ. ศ. 1824 และจนถึงสงครามโลกครั้งที่สองมีโรงสีจำนวนมากในยุโรปซึ่งใช้กำลังของกระแสน้ำ

หนึ่งในโรงงานแห่งสุดท้ายที่หยุดให้บริการใน Devon สหราชอาณาจักรในปี 1956

อย่างไรก็ตามตั้งแต่ปีพ. ศ. 1945 มีความสนใจน้อยมากเกี่ยวกับพลังน้ำขึ้นน้ำลงขนาดเล็ก

การใช้พลังงานจากน้ำขึ้นน้ำลง

หลักการใช้พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงนั้นง่ายและมาก คล้ายกับพลังงานน้ำ

แม้ว่าจะมีขั้นตอนต่างๆ สิ่งที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยเขื่อนประตูและกังหันไฮดรอลิกซึ่งตั้งอยู่ปิดปากอ่าว  (ปากในทะเลของแม่น้ำที่กว้างและลึกและแลกเปลี่ยนกับน้ำเกลือและน้ำจืดนี้เนื่องจากกระแสน้ำปากอ่าวประกอบด้วยแขนกว้างข้างเดียวในรูปของช่องทางที่กว้างขึ้น) ที่กระแสน้ำมีความสำคัญระดับหนึ่ง

ในการวิเคราะห์การทำงานของระบบสามารถดูได้จากสองภาพต่อไปนี้

การดำเนินการนั้นง่ายมากและประกอบด้วย:

• เมื่อกระแสน้ำขึ้นว่ากันว่า กระแสน้ำแรง (สถานะสูงสุดหรือความสูงสูงสุดถึงตามกระแสน้ำ) ในเวลานี้ ประตูถูกเปิดและน้ำเริ่มหมุน ที่เข้าถึงปากอ่าว
• เมื่อน้ำขึ้นสูงและ มีการสร้างค่าน้ำที่เพียงพอประตูจึงปิดลง เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำไหลกลับสู่ทะเล
• ในที่สุดเมื่อ น้ำลง (สถานะต่ำสุดหรือความสูงต่ำสุดถึงตามกระแสน้ำ) น้ำจะถูกปล่อยออกมาทางกังหัน

กระบวนการทั้งหมดของการป้อนน้ำเข้าสู่ปากแม่น้ำและทางออก กังหันขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตพลังงานไฟฟ้า

กังหันที่ใช้จึงต้องพลิกกลับได้ เพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้องทั้งเมื่อน้ำเข้าปากอ่าวหรือทางเข้าและเมื่อออก

การกระจายของกระแสน้ำในโลก

ตามที่ผมได้แสดงความคิดเห็นไปก่อนหน้านี้ กระแสน้ำถูกขยายโดยการกำหนดค่าของก้นทะเล ในบางพื้นที่ซึ่งเป็นไปได้ที่จะใช้กระแสน้ำเป็นแหล่งพลังงานซึ่งสุดท้ายแล้วสิ่งที่เราสนใจ

สถานที่ที่โดดเด่นที่สุดในการดำเนินการ ได้แก่ :

• ในยุโรปที่อ่าว La Ranee ในฝรั่งเศสใน Kislaya Guba ในรัสเซียบริเวณปากแม่น้ำ Severn ในสหราชอาณาจักร สถานที่เหล่านี้ทั้งหมดมีกระแสน้ำที่สูงมากโดยมีการขึ้นลงทุกวันอยู่ที่ 11 ถึง 16 เมตร
• ถ้าเราไปอเมริกาใต้เราจะเห็นว่ามีกระแสน้ำมากกว่า 4 เมตรตามชายฝั่งของชิลีและภาคใต้ของอาร์เจนตินา กระแสน้ำสูงถึง 14 เมตรใน Puerto Gallegos (อาร์เจนตินา) นอกจากนี้ยังมีสถานที่ที่เหมาะสมใกล้กับ Belern และ Sao Luiz ประเทศบราซิล
• ในอเมริกาเหนือในบาฮาแคลิฟอร์เนียในเม็กซิโกมีกระแสน้ำสูงถึง 10 เมตรได้รับการกล่าวถึงว่าเป็นพื้นที่ที่เป็นไปได้สำหรับการใช้พลังงานจากน้ำขึ้นน้ำลง นอกจากนี้ในแคนาดาใน Bay of Fundy ก็มีกระแสน้ำสูงกว่า 11 เมตรเช่นกัน
• ในเอเชียมีการบันทึกกระแสน้ำขึ้นสูงในทะเลอาหรับอ่าวเบงกอลทะเลจีนใต้ตามชายฝั่งของเกาหลีและในทะเลโอค็อตสค์
• อย่างไรก็ตามในย่างกุ้งประเทศพม่ากระแสน้ำสูงถึง 5,8 เมตร ที่ Amoy (Szeming ประเทศจีน) เกิดกระแสน้ำขึ้น 4,72 เมตร ความสูงของกระแสน้ำใน Jinsen ประเทศเกาหลีเกิน 8,77 เมตรและในเมืองบอมเบย์ประเทศอินเดียกระแสน้ำสูงถึง 3,65 เมตร
• ในออสเตรเลียช่วงน้ำขึ้นน้ำลง 5,18 เมตรที่พอร์ตเฮ็ดแลนด์และ 5,12 เมตรที่พอร์ตดาร์วิน
• ในที่สุดในแอฟริกาไม่มีสถานที่ที่น่าสนใจบางทีโรงไฟฟ้าขนาดเล็กอาจถูกสร้างขึ้นทางใต้ของดาการ์ในมาดากัสการ์และในหมู่เกาะโคโมโร

ทั่วโลก มีไซต์ที่เหมาะสมสำหรับการก่อสร้างโครงการประมาณ 100 แห่ง ใหญ่แม้ว่าจะมีโครงการอื่น ๆ อีกมากมายที่สามารถสร้างโครงการขนาดเล็กได้

สามารถนำไปใช้ในการผลิตไฟฟ้าได้ กระแสน้ำต่ำกว่า 3 เมตรแม้ว่าความสามารถในการทำกำไรจะต่ำกว่ามาก

อย่างไรก็ตาม การติดตั้งสถานีพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง (เพื่อให้ได้ผล) ทำได้เฉพาะในสถานที่ที่มีความแตกต่างอย่างน้อย 5 เมตรระหว่างกระแสน้ำขึ้นและลง

มีไม่กี่จุดบนโลกที่ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้น สิ่งเหล่านี้คือสิ่งสำคัญ:

โดยรวมแล้วสามารถติดตั้งเพื่อผลิตไฟฟ้าได้ในไซต์หลักของโลก 13.000 MW, คิดเป็น 1% ของศักยภาพไฟฟ้าพลังน้ำของโลก

พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงในสเปน

ในสเปนการศึกษาพลังงานนี้ดำเนินการโดยเฉพาะ สถาบันชลศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยแคนตาเบรียซึ่งมีถังทดสอบขนาดใหญ่พอสมควรสำหรับการวิจัยและทดลองสิ่งที่เรียกว่า Cantabrian ชายฝั่งและมหาสมุทรลุ่มน้ำ (วิศวกรรมทางทะเล).

ถังดังกล่าวมีความกว้างประมาณ 44 เมตรและยาว 30 เมตรจึงสามารถจำลองคลื่นได้สูงถึง 20 เมตรและลม 150 กม. / ชม.

ในทางกลับกันเราไม่ได้ถูกทิ้งไว้ข้างหลังตั้งแต่ปี 2011 เป็นต้นมา โรงงานน้ำขึ้นน้ำลงแห่งแรกตั้งอยู่ในเมืองโมตริโก (กีปุซโกอา).

ชุดควบคุมมี 16 กังหันสามารถผลิต 600.000 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปี กล่าวคือสิ่งที่คน 600 คนบริโภคโดยเฉลี่ย

นอกจากนี้ต้องขอบคุณส่วนกลางแห่งนี้ CO2 หลายร้อยตันจะไม่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศในแต่ละปีคาดว่ามีผลในการทำให้บริสุทธิ์เช่นเดียวกับที่อาจทำให้เกิดก ป่าประมาณ 80 เฮกตาร์

โครงการนี้มีการลงทุนทั้งหมดประมาณ 6,7 ล้านยูโรโดยประมาณ 2,3 สำหรับโรงงานและส่วนที่เหลือสำหรับงานบนท่าเรือ

กังหันซึ่งแต่ละตัวสร้างได้ประมาณ 18,5 KWhแบ่งออกเป็นกลุ่มละ 4 คนและตั้งอยู่ในห้องเครื่องที่ด้านบนสุดของท่าเทียบเรือ

นอกจากนี้พื้นที่ที่หลบภัยยังอยู่ในส่วนโค้งตรงกลางของเขื่อนซึ่งมีความสูงของน้ำเฉลี่ย 7 เมตรและยาวประมาณ 100 เมตร

ข้อดีและข้อเสียของพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง

พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงมีมากมาย ความได้เปรียบ และบางส่วน ได้แก่ :

• เป็นแหล่งพลังงานที่ไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อยและ หมุนเวียน.
• นี้ กระจายไปทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่ ของดาวเคราะห์
• เป็นปกติอย่างสมบูรณ์แบบโดยไม่คำนึงถึงช่วงเวลาของปี

อย่างไรก็ตามพลังงานประเภทนี้นำเสนอชุดของ ข้อเสียที่ร้ายแรง:

• ที่สำคัญ ขนาดและค่าใช้จ่าย เป็นผลมาจากสิ่งอำนวยความสะดวก
• ความจำเป็นในการ ไซต์มีลักษณะภูมิประเทศ  ที่ช่วยให้การสร้างเขื่อนค่อนข้างง่ายและราคาไม่แพง
• La การผลิตไม่ต่อเนื่องแม้ว่าจะสามารถคาดเดาได้ของพลังงาน
• ที่เป็นไปได้ ผลกระทบที่เป็นอันตราย เกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมเช่นการขึ้นฝั่งการลดลงของชายหาดปากแม่น้ำซึ่งมีนกและสิ่งมีชีวิตในทะเลจำนวนมากขึ้นอยู่การลดพื้นที่เพาะพันธุ์สัตว์น้ำและการสะสมของมลพิษตกค้างในปากแม่น้ำ
• การ จำกัด การเข้าถึงพอร์ต ตั้งอยู่ต้นน้ำ

ข้อเสียของพลังงานประเภทนี้ทำให้การใช้งานเป็นที่ถกเถียงกันมากดังนั้นการนำไปใช้งานอาจไม่สะดวกยกเว้นในกรณีที่เฉพาะเจาะจงมากซึ่งพบว่าผลกระทบน้อยมากเมื่อเทียบกับประโยชน์ของมัน